3D-tulostus on nousemassa tulevaisuuden tuotantotekniikaksi. Erilaisia kierrätysmuoveja hyödyntämällä tulostuksessa voidaan vähentää neitseellisten luonnonvarojen kulutusta ja ilmastopäästöjä. Kierrätysmuovin käyttömahdollisuuksia tutkittiin Turun ammattikorkeakoulun, Ammattikorkeakoulu Arcadan ja Suomen ympäristökeskuksen projektissa yhteistyössä yritysten kanssa.

Kierrätysmuoveja ei ole vielä käytetty laajemmin 3D-tulostuksessa, koska perinteiset tulostusmuovien valmistustekniikat hyödyntävät vain tarkasti optimoituja neitseellisiä raaka-aineita. Kierrätysmuovien 3D-tulostuksen sovelluslaboratorio -projektissa tutkittiin kierrätysmuoveista valmistettujen tulostuslankojen käyttöä 3D-tulostuksessa.

Kierrätysmuovi soveltuu uuden tulostusmateriaalin valmistukseen

Ammattikorkeakoulu Arcadassa valmistettiin 3D-tulostuksessa käytettävää muovilankaa erilaisista kierrätysmuovieristä. 3D-tulostuksessa syntyvä hylkymateriaali oli tutkimuksen perusteella suhteellisen ongelmattomasti hyödynnettävissä uuden tulostuslangan valmistuksessa. Mikäli kierrätysmuovimateriaalina oli useamman eri muovityypin seos tai jos se sisälsi sekoittumattomia epäpuhtauksia, tulostuslangan laadun hallinta oli haasteellista.

Turun ammattikorkeakoulu testasi käytetyn auton puskurin materiaalin soveltuvuutta 3D-tulostukseen. Käytetty puskuri oli polypropeenia (PP), joka on varsin vaikea materiaali 3D-tulostamiseen. Prosessointi tulostuslangaksi onnistui kuitenkin hyvin ja aikaiseksi saatiin filamenttia, jota pystyttiin myös tulostamaan.

- Haastavaksi osoittautui kierrätetyn polypropeenin ja neitseellisen polymeerin kutistuminen tulostettaessa, mikä aiheuttaa tulostettavan komponentin irtoamisen alustasta. Tätä ominaisuutta pystytään kuitenkin jonkin verran hallitsemaan tulostuksen asetuksilla. Seuraavaksi tulisikin erityisesti keskittyä materiaalien seossuhteiden parantamiseen, sanoo projektipäällikkö Juha Nurmio Turun ammattikorkeakoulusta.

3D-tulostuksella voidaan vähentää neitseellisen materiaalin käyttöä

Suomen ympäristökeskuksessa (SYKE) tarkasteltiin 3D‐tulostukseen pohjautuvan toimintamallin ympäristöhyötyjä elinkaariarvioinnin avulla. Tapaustutkimuksena oli auton ovenkahvan korjaus. Tutkimuksen mukaan 3D-tulostus voi vähentää tuotannon ilmastovaikutuksia enemmän kuin tuottaa niitä.

- Suurimmat ympäristöhyödyt saadaan, kun neitseellisten luonnonvarojen käyttöä voidaan vähentää ja toimivien muovi- ja metalliosien päätyminen jätteeksi vähenee. Koko tuotantoketjun ympäristökuormitusta voidaan edelleen pienentää muun muassa 3D-tulostusmenetelmien energiankäytön optimoinnilla, sanoo tutkija Hanna Eskelinen Suomen ympäristökeskuksesta (SYKE).

Lisätietoja

Tutkija Hanna Eskelinen, Suomen ympäristökeskus (SYKE)
puh. +358 295 251 592, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

Projektipäällikkö Jenni Suominen, Turun ammattikorkeakoulu
puh. +358 40 355 0936, jenni.suominen@turkuamk.fi

Yliopettaja (energia- ja materiaalitekniikka) Mirja Andersson, AMK Arcada
puh. 020 769 9570,  mirja.andersson@arcada.fi

Tutkimus